добри

Дълбоко под Париж, в трезора, който може да бъде отворен само с едновременното завъртане на три ключа, държани от трима различни души, е международният прототип килограм - килограмът, спрямо който се основават всички останали килограми. Килото е последната единица SI, която все още се определя от физически артефакт, а не от константа на природата, но четири от седемте единици SI са фундаментално подкрепени от килограма, което прави международния прототип изключително важен ... И все пак тревожно е, че международният прототипът е отслабване, променяйки науката такава, каквато я познаваме, и никой не знае защо.

IPK е специално изработен от сплав от 90% платина и 10% иридий за неговия виртуален имунитет срещу окисляване и тъй като е изключително износоустойчив. Международният прототип е цилиндър от 90% платина и 10% иридий и поради огромната плътност на платината е само 39,17 милиметра (1,54 инча) широк и висок. Десетки копия на IPK бяха направени и дадени на други държави, така че техните учени да имат лесен достъп до стандартното тегло и на всеки 40 години тези копия се носят в Париж и се сравняват с оригиналния IPK, за да се гарантира, че всички все още работят от една и съща килограм. IPK и 39 копия са направени през 1889 г. и по неизвестна причина теглото на IPK се отдалечава от копията оттогава.

Дрейфущото тегло на международния прототип килограм и неговите копия

Странно е, че дори не е известно дали IPK става по-лек или националните прототипи стават по-тежки - но така или иначе, нещо кара тези килограми да променят теглото си, с около 50 микрограма на всеки 100 години. Това е проблем, защото теглото на IPK е килограмът. Ако IPK се промени, както и стойността на четири други SI единици, засягащи цял куп наука. Например, нютонът се определя като силата за ускоряване на един килограм при един метър в секунда на квадрат - а нютонът от своя страна се използва за определяне на паскал, джаул и ампер. Ако килограмите се променят в теглото, също се променя стойността на тези единици и много други.

Има някои предложени причини за несъответствието в теглото, но накратко все още не знаем защо. Вероятно се дължи на микроскопични повърхностни ефекти, като абсорбция на водород или може би живак от близостта на инструменти, базирани на живак в научни лаборатории, когато IPK и неговите копия се претеглят. Някои по-шантави теории може да са промени в гравитационната константа или глобалното затопляне. Тъй като тежестта на IPK има толкова далечни последици, 24-тата генерална конференция за теглилки и мерки се съгласи, че физическото определение на килограма трябва да бъде оттеглено в полза на константа от природата, или естествена единица - по-конкретно, константата на Планк.

Инструментът за баланс на вата на NIST за предефиниране на килограмите по отношение на константата на Планк

Константата на Планк описва връзката между енергията на частица/вълна (фотон) и честотата на ЕМ лъчението, което тя излъчва. Чрез използване на метъра и секундата - две други единици SI, които се дефинират от константите на природата - килограмът може да бъде определен чрез константата на Планк. Единственият проблем е, че всъщност не знаем константата на Планк до достатъчна сигурност, за да я използваме като основа за единица SI и по този начин Генералната конференция за теглилки и мерки реши да спре предефинирането на килограма, докато не разберем Константата на Планк с достатъчно сигурност.

Сега Патрик Абът от Националния институт за стандарти и технологии смята, че е измислил начин да установи константата на Планк. Използвайки много силен вакуум, така че да няма замърсяване или външни влияния върху лазерната интерферометрия и инструмент, наречен баланс на вата, Абът казва, че той и колегите му изследователи трябва да могат да определят килограмите по константата на Планк до 2018 г. Само тогава, с окончателния физически артефакт, оттеглен от парижкия свод, ще можем ли да бъдем сигурни, че единиците SI и следователно науката не се променят страховито под носа ни.

Изследователска връзка: „Важната роля на вакуумната технология при предефинирането на килограма“ на 28 октомври на 60-ия международен симпозиум и изложба AVS